Trang 7 Chuong 1 DAI CUONG VE MAY CONG CỤ CAT GOT Muc tiéu: - Nghiên cứu tổng quát chuyển động tạo hình, - Nắm được nguyên lý làm việc và cấu tạo các cơ cấu truyền dẫn thường dùng trong
Trang 2SỞ GIÁO DỤC VA ĐÀO TẠO HÀ NỘI NGUYEN KINH LUAN
GIAO TRINH
MAY CONG CU CAT GOT
(Dùng trong các trường THCN)
Trang 3Lời giới thiệu
ước ta đang bước vào thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa nhằm đưa Việt Nam trở thành nước công nghiệp văn mình, hiện đại
Trong sự nghiệp cách mạng to lớn đó, công tác đào tạo nhân lực luôn giữ vai trò quan trọng Báo cáo Chính trị của Ban Chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam tại Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ IX đã chỉ rố: “Phát triển giáo dục và đào tạo là một trong những động lực quan trọng thúc đẩy sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa, là điều
kiện để phát triển nguồn lực con người - yếu tố cơ bản để
phát triển xã hội, tăng trưởng kinh tế nhanh và bền vững” Quán triệt chủ trương, Nghị quyết của Đảng và Nhà nước và nhận thức đúng đắn về tâm quan trọng của chương trình, giáo trình đối với việc nâng cao chất lượng đào tạo, theo đê nghị của Sở Giáo dục và Đào tạo Hà Nội, ngày 23/9/2003, Ủy ban nhân dân thành phố Hà Nội đã ra Quyết định số 5620!QĐ-UB cho phép Sở Giáo dục và Đào tạo thực hiện đê
án biên soạn chương trình, giáo trình trong các trường Trung
học chuyên nghiệp (THCN) Hà Nội Quyết định này thể hiện sự quan tâm sâu sắc của Thành ủy, UBND thành phố trong việc nâng cao chất lượng đào tạo và phát triển nguồn nhân lực Thủ đô
Trang 4thống và cập nhật những kiến thức thực tiễn phù hợp với đối
tượng học sinh THCN Hà Nội
Bộ giáo trình này là tài liệu giảng dạy và học tập trong
các trường THCN ở Hà Nội, dồng thời là tài liệu tham khảo hữu ích cho các trường có đào tạo các ngành kỹ thuật - nghiệp vụ và đông đảo bạn đọc quan tâm đến vấn đê hướng nghiệp, ` dạy nghề
Việc tổ chức biên soạn bộ chương trình, giáo trình này
là một trong nhiều hoạt động thiết thực của ngành giáo dục và đào tạo Thủ đô để kỷ niệm “50 năm giải phóng Thủ đô”, “50 năm thành lập ngành” và hướng tới kỷ niệm “1000 năm
Thang Long - Ha Noi”
SởGiáo dục và Đào tạo Hà Nội chân thành cảm ơn Thành ủy, UBND, các sở, ban, ngành của Thành phố, Vụ Giáo dục chuyên nghiệp Bộ Giáo duc va Đào tạo, các nhà khoa học, các chuyên gia đâu ngành, các giảng viên, các nhà quản lý, các nhà doanh nghiệp đã tạo điêu kiện giúp đỡ, đóng góp ý kiến, tham gia Hội đông phản biện, Hội đông thẩm định và Hội đông nghiệm thu các chương trình, giáo trình
Đây là lần đầu tiên Sở Giáo dục và Đào tạo Hà Nội tổ
chức biên soạn chương trình, giáo trình Dù đã hết sức cố
gắng nhưng chắc chắn không tránh khỏi thiếu sót, bất cập
Chúng tôi mong nhận được những ý kiến đóng góp của bạn đọc để từng bước hoàn thiện bộ giáo trình trong các lần tái bản sau
Trang 5Lời nói đầu
Giáo trình Máy công cụ cắt gọt được biên soạn trên cơ sở "Chương trình đào tạo trung học chuyên nghiệp ngành Sửa chữa, khai thác thiết bị cơ khí, chuyên ngành cắt gọt kim loại và sửa chữa" đã được Hội đông thẩm định của Bộ Giáo dục và Đào tạo thông qua ngày 1214/2002 Nội dung sách được biên soạn theo tính thân ngắn gọn, dễ hiểu Giáo trình là một phần
trong nội dung của chuyên ngành đào tạo, vì vậy người dạy và người học
cần tham khảo thêm các tài liệu có liên quan đối với ngành học để việc sử dụng có hiệu quả hơn
Mục tiêu môn học cung cấp cho học sinh những kiến thức cơ bản nhất và có hệ thống trong các máy công cụ nhằm phục vụ cho đồ ân công nghệ chế
tạo máy, thực tập tay nghề và là cơ sở phát triển nâng cao nghề nghiệp sau
khi tốt nghiệp
Hiện nay, trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, sửa chữa và khai thác thiết bị cơ khí là một ngành quan trọng của nên kinh tế quốc
đân, được sử dụng hậu hết trong các lĩnh vực công và nông nghiệp Máy công
cụ cắt gọt kim loại là thiết bị chủ chốt trong các doanh nghiệp và phân xưởng cơ khí để chế tạo ra các máy móc, khí cụ, dụng cụ và các sản phẩm khác dùng trong sẵn xuất và đời sống
Cán bộ kỹ thuật và công nhân trong ngành khai thác và sửa chữa thiết bị cơ khí được đào tạo phải có kiến thức cơ bản, đông thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể trong thực tế sẵn xuất như sử dụng, sửa chữa, lắp ráp Với mục đích đó, tài liệu cung cấp những lý thuyết cơ bản nhất trong lĩnh vực máy công cụ cắt gọt
Giáo trình được biên soạn với dụng lượng 45 tiết, bao gồm: Chương 1 Đại cương về máy cắt kim loại
Trang 6Chuong 5 May bao
Chương 6 Máy mài, máy xọc, máy chuốt Chương 7 Thiết bị cơ khí hoá và tự động hoá
Giáo trình được biên soạn cho đối tượng là học sinh trung học chuyên
nghiệp và công nhân cơ khí, do tính chất phúc tạp của công việc biên soạn
chắc chắn không thể tránh khỏi những chỗ chưa thoả đáng, những khiếm
khuyết Rất mong được bạn đọc góp ý kiến Xin chân thành cảm ơn
Trang 7Chuong 1
DAI CUONG VE MAY CONG CỤ CAT GOT
Muc tiéu:
- Nghiên cứu tổng quát chuyển động tạo hình,
- Nắm được nguyên lý làm việc và cấu tạo các cơ cấu truyền dẫn thường dùng trong máy công cụ ~ Giải thích được ký hiệu máy công cụ Trọng tâm: - Chuyển động tạo hình - Truyền động trong máy công cụ I.CHUYỂN ĐỘNG TẠO HÌNH 1 Khái niệm
Mỗi chỉ tiết cần có kích thước và hình dạng nhất định Bề mặt chỉ tiết có nhiều dạng khác nhau như mặt trụ, mặt côn, mặt cầu
Bề mặt chỉ tiết thường là mặt tròn xoay, được tạo bởi một đường bất Kì, được quay một vòng quanh một đường thẳng cố định Đường bất kì đó gọi là đường sinh của mặt tròn xoay Đường thẳng cố định gọi là trục quay của mặt
tròn xoay Một điểm của đường sinh khi quay, sẽ tạo thành một đường tròn có tâm nằm trên trục quay gọi là đường chuẩn
- Nếu đường sinh là đường thẳng song song với trục quay, sẽ tạo thành mặt
trụ tròn Xoay
Trang 8dich là để đễ phân loại bể mặt chỉ tiết, từ đó tìm ra phương pháp gia công, tức là tìm cách tạo ra chuyển động tạo đường chuẩn và đường sinh
Bề mặt gia công trên máy công cụ có thể chia làm ba dạng cơ bản sau: tròn xoay, mặt phẳng và dang bé mat khác
1.1 Dạng bề mặt tròn xoay
Mặt tròn xoay có thể là mặt ngoài, mặt trong hoặc phối hợp như mặt trụ, mặt côn, mặt định hình, mặt ren Các dạng bể mặt này có đường chuẩn (c) là
đường tròn và đường sinh (s) là đường thẳng hoặc đường chuẩn là đường tròn và đường sinh là đường cong hay đường gãy khúc
Tuỳ thuộc vào vị trí tương quan giữa trục chuẩn OO và đường sinh sẽ tạo ra được các bề mặt khác nhau
Hình a: đường sinh song song với trục tạo ra mặt trụ Hình b: đường sinh cắt trục tạo ra mặt côn
Hình c: đường sinh chéo nhau với trục tạo ra mặt hy- péc-bôn 9 b)
Trường hợp đường sinh có dạng bất kỳ sẽ tạo ra bề mặt tròn xoay Hình vẽ
dưới thể hiện chỉ tiết có đạng tròn xoay định hình mặt ngoài Đường sinh mặt ngoài gồm các đoạn thẳng ab, đường cong be, đoạn thang cd, dudng cong de,
doan thang eg, 16 bén trong là mặt tròn xoay
Dạng mặt cầu có thể hiểu hai ý: có tâm chuẩn là O hoặc trục chuẩn O,O¡, :đường sinh là nửa vòng tròn bán kính r
Trang 9
1 2 Dang mat phang
Mặt phẳng ở đây ta qui ước có đường chuẩn là thẳng Đường sinh có thể là
Đất kỳ
Đường sinh thẳng tạo ra mặt phẳng (hình a)
Đường sinh gay khúc, tạo thành mặt phẳng gẫy khúc như thanh răng (hình b), trục hoặc rãnh then hoa (hình c}
Đường sinh cong bất kỳ tạo thành mặt định hình (hình d)
Các dạng bề mặt này thường được thực hiện trên các máy cất kim loại như máy phay, bào, doa, chuốt, mài phẳng c c s a) b) so d9) 1 3 Các dạng bề mặt khác
Các dạng bề mặt ở đây thường là mặt không gian phức tạp như xoắn vít không gian, mặt cam, bánh răng
Việc xác định đường chuẩn và đường sinh ở các đạng mặt này lại càng có tính tương đối Có mặt đường chuẩn là đường thẳng và đường sinh là đường cong
Trang 10a)
Một chỉ tiết có thể là tổng hợp các dang bé mat trén
Muốn gia công được các dạng bề mật trên thì máy phải truyền cho đao và phôi các chuyển động tương đối để tạo ra đường chuẩn và đường sinh đó
Vậy chuyển động tạo hình là chuyển động bao gồm mọi chuyển động tương đối giữa đao và phôi để trực tiếp tạo ra đường chuẩn và đường sinh
2 Tổng hợp chuyển động tạo hình
Máy gia công chỉ tiết bằng cắt gọt phải có các chuyển động tạo ra đường
sinh và đường chuẩn của bể mặt chỉ tiết gọi là tổng hợp các chuyển động tạo
hình Mỗi máy có số chuyển động tạo hình nhất định Me |% the phôi a) b) Vidu:
Trang 11- Máy khoan có hai chuyển động tạo hình Khi khoan lỗ mũi khoan quay tròn, lưỡi cắt sẽ cất tạo đường chuẩn tròn, đồng thời mũi khoan chuyển động
thẳng đứng để tạo đường sinh thẳng của lỗ
Tuỳ theo tính chất bề mặt gia công, hình dáng dao mà muốn tạo ra bề mặt, yêu cầu máy phải có bao nhiêu chuyển động tạo hình
Số chuyển động tạo hình đối với máy cất kim loại nhiều nhất là 4 và chỉ thuộc hai loại chuyển động quay và tịnh tiến Tổ hợp lại và hoán vị ta sẽ được các phương án của máy cắt kim loại (máy gia công bánh răng cần 3 đến 4 chuyển động)
II SƠ ĐỒ TRUYỀN DẪN
1 Khái niệm
Sơ đồ truyền dẫn của máy là tập hợp các cơ cấu truyền động để thực hiện chuyển động tạo hình và nguồn truyền dẫn của máy là động cơ điện Sơ đồ truyền dẫn của máy bao gồm nhiều xích truyền động tạo thành
Xích truyền động là đường nối từ động cơ điện đến khâu chấp hành để thực
hiện sự phối hợp giữa hai chuyển động tạo hình phức tạp
Ví dụ: Sơ đồ nguyên lý truyền dẫn của máy tiện ren vít vạn năng Pa ce iv q
Máy tiện vít me có các xích truyền động là:
- Xích tốc độ là xích truyền động nối từ động cơ điện chính đến trục chính
cha may (ng, Ny)
- Xích chạy dao là xích truyền động nối từ trục chính tới dao tiện Lượng di
động tính toán giữa hai đầu xích là: I vòng quay trục chính dao tịnh tiến một
bước t, mm (s mm/Vòng)
Trang 12Mối liên hệ giữa hai khâu đầu và cuối của xích gọi là lượng di động tính toán của xÍch: nạ, —> Myer Lange > t; mm (s mm/Vòng)
Muốn tính toán tốc độ quay của trục chính hay lượng chạy dao cụ thể phải lập phương trình tính toán từ đầu xích đến cuối xích gọi là phương trình xích động
Muốn tính toán cụ thể phương trình xích động thì phải dựa vào sơ đồ động
của máy công cụ
Sơ đồ động của máy là những hình vẽ quy ước biểu điễn các bộ truyền, các cơ cấu liên kết với nhau tạo nên các xích truyền động, xác định những chuyển động cần thiết của máy Đồng thời trên đó còn chỉ rõ công suất và số vòng quay của động cơ điện, đường kính bánh đai, số rãng của bánh răng, số đầu mối của trục vít, số răng của bánh vít,
Đưới đây là ký hiệu bằng hình vẽ qui ước trong so đồ động:
Trang 13Sô
thứ
2
Tên gọi
Các loại trục cẩn, thanh truyền
Ô trượt 6 lan của trục (không chí rõ loại): a) ð đỡ bj chặn một chiếu 3_ Lắp ghép chỉ tiêt với trục: aj tự do khi quay bj trượt không quay e) ghép cửng 4 Nồi trục: a) ndi cửng bị nỗi bản lễ 5 Bộly hợp 4; khớp cam một phia b, khớp cam hai phi
Trang 16Ví dụ: Sơ đồ động máy khoan như hình vẽ
Động cơ điện có công suất 1, 3 kW và số vòng quay n = 960 v/ph cé truc I
lắp với bánh đai 2 Qua đai truyền 3 và khối bánh đai lồng trên trục II làm trục
II quay theo tốc độ khác nhau Mũi khoan sẽ lắp với bộ phận gá 13 trên trục H
Trục II được nâng lên hạ xuống nhờ cơ cấu bánh răng thanh răng I1 lắp trên trục II Cơ cấu này chuyển động được là nhờ các cơ cấu ăn khớp bánh răng khác, bắt đầu từ bánh răng chủ động 6 bánh răng này được lắp di trượt trên trục II bằng then dẫn
Nếu bánh răng chủ động ăn khớp với bánh răng bị động 7 cố định trên trục
II thì sẽ làm trục III quay Nhờ sự di chuyển của then kéo 19 làm cho hai khối
bánh răng 8, 9, 10 và 20, 22, 23 ăn khớp với nhau và trục IV sẽ quay với ba tốc
độ khác nhau
Trang 17we
Trục V quay được nhờ cặp bánh răng 20, 21 ăn khớp Trục VI quay được nhờ cặp bánh răng côn I8 và 17 ăn khớp Qua bộ truyền trục vít 14 và bánh vít 16, bánh răng 15 quay theo, do đó thanh răng 11 chuyển động lên xuống Thanh răng lắp cố định trên ống 12, ống này được lồng vào trục II
2 Sơ đồ truyền dẫn
Máy công cụ đa dạng về nhóm, kiểu mẫu khác nhau, song có thể tập hợp chúng thành các loại sơ đồ truyền dẫn sau:
2.1 Sơ đồ truyền dẫn chính
Sơ đồ truyền dẫn chính của các máy công cụ nói chung được nối từ động cơ điện chính đến trục chính của máy và bao gồm: Động cơ điện; bộ truyền cố
định (¡ ,¿); hộp tốc độ (¡ ,) và trục chính (cho các máy có chuyển động quay tròn) hay đầu trượt (cho các máy có chuyển động tịnh tiến)
Để tạo ra tốc độ cắt gọt của trục chính hay đầu trượt là tăng tốc hay giảm tốc, thì trong hộp tốc phải bố trí các cơ cấu biến đổi tốc độ như bánh răng di trượt, bánh răng thay thế Nếu số tốc độ thay đổi càng nhiều thì xích động càng phải kéo đài và hiệu suất truyền dẫn của máy giảm
Để tăng hiệu suất máy và tiết kiệm vật liệu cần phải rút ngắn đường truyền, bằng cách dùng loại động cơ nhiều tốc độ
Trang 18- Trong máy bào, truốt chuyển động chính là chuyển động thẳng V= 2 Eu (m/ph)
1000
nạụ - là số hành trình kép trong một phút của dao bào 2.2 Sơ đồ truyền dẫn chạy dao
Sơ đồ truyền dẫn chạy đao dùng để chạy dao, thực hiện năng suất gia công, độ bóng bể mặt gia công Sơ đồ truyền dẫn chạy dao được nối từ trục chính hoặc động cơ truyền dẫn riêng qua hộp bước tiến, các cơ cấu biến đối chuyển -
động để thực hiện chuyển động chạy dao
Sơ đồ truyền dẫn chạy dao có nhiều loại: chạy đao dọc, chạy đao ngang,
chạy dao vòng, chạy dao hướng kính
Sơ đồ truyền dẫn chính và sơ đồ truyền dẫn chạy dao là hai sơ đồ truyền dẫn cơ bản của máy
2.3 Sơ đồ truyền dẫn phụ
Sơ đồ truyền dẫn phụ tạo ra các chuyển động phụ là các chuyển động tương
đối giữa dụng cụ cắt và chỉ tiết gia công, không trực tiếp tham gia vào quá trình
cắt gọt Chuyển động phụ bao gồm chuyển động điều chỉnh và chuyển động phân độ Ill TRUYEN DONG TRONG MAY CONG CỤ 1 Hình thức truyền động Can cứ vào đặc tính điều chỉnh tốc độ chuyển động của máy, người ta chia ra các hình thức truyền động sau: 1.1 Truyền dẫn phân cấp
Trong giới hạn tốc độ từ nhỏ nhất (n„„, v„„) đến lớn hat (nex, vạ„„„) chỉ có một số cấp tốc độ gọi là truyền dẫn phân cấp
Nhược điểm của truyền dẫn phân cấp là khi cần chính xác một tốc độ nào đó lại không có Ví dụ máy tiện T620 có 23 cấp tốc độ từ 12, 5 + 2000 v/ ph
Trang 191.2 Truyền dẫn vô cấp
Trong giới hạn tốc độ từ nhỏ nhất đến lớn nhất:có vô số cấp tốc độ được gọi là truyền dẫn vô cấp Ưu điểm của loại này là cần tốc độ nào trong khoảng ấy đều có (tốc độ thực được lấy bằng tốc độ lý thuyết)
2 Các cơ cấu truyền dẫn cơ khí
2.1 Truyền dẫn dùng bánh răng trụ dí trượt
Bánh răng trụ thắng để truyền động giữa hai trục song song nhau Bánh răng trụ răng nghiêng có thể truyền động giữa hai trục song song hoặc chéo nhau, truyền động bánh răng trụ răng nghiêng ít dùng để thay đổi tốc độ bằng cách di trượt vì khi đó ra vào khớp rất khó Truyền dẫn bánh răng ăn khớp ngoài, chiều quay bánh răng chủ động và bị động ngược chiều nhau, ăn khớp trong chiều quay bánh chủ động và bị động cùng chiều quay
Trang 20¬_ ARR TT ba Lo THD (= —x nạ» (víph)
Ta nhận thấy rằng một tốc độ trục (I) cho ba tốc độ trục (II), một tốc độ
trục (II) cho hai tốc độ trục (II) Trục (HI) có 6 tốc độ Vậy ta có thể nói về số
cấp tốc độ trong truyền dẫn bánh răng là: số cấp tốc độ trục cuối bằng tích số số tỉ số truyền của các nhóm bánh răng di trượt, ở đây Z = 3 2 = 6
Chiều quay của trục cuối cùng so với chiều quay của trục dẫn vào (ở đây là trục động cơ điện) là cùng chiều Truc (I) cùng chiều quay động cơ (qua bộ truyền đai) từ trục (1) đến trục (II) có hai cặp truyền, nếu số cặp ăn khớp ngoài là chăn thì chiều quay của trục cuối cùng chiều và số cặp bánh răng ăn khớp là lẻ thì ngược chiều với chiều quay của trục vào truyền dẫn
Goi n - số cặp bánh răng ăn khớp ngoài: (-1)" >0 cùng chiều nếu n chẩn
(-1)"< 0 ngược chiều nếu n lẻ
Hộp tốc độ dùng bánh răng di trượt có ưu điểm là thay đổi tốc độ nhanh Nhược điểm của hộp tốc độ dùng bánh răng di trượt là hiệu suất thấp vì nhiều bánh răng chạy không và không dùng được bánh răng nghiêng
2.2 Truyền dẫn dùng bánh răng thay thế
Trang 21loạt sản phẩm khác cần tốc độ khác phù hợp, để đơn giản ta dùng bánh răng thay thế
Hình vẽ là sơ đồ truyền động dùng bánh răng thay thế từ trục (I) sang trục
(IDvới hai bánh răng thay thế 4 và bốn bánh răng thay thế # Khi thiết kế B b hoac B tan dụng dùng hai lần cho mỗi bánh rang 4 hoặc 2, 4 ai ale b bcadb d adbcac Điều kiện để lắp được bánh răng thay thế thông thường là: atb2c+(15*22) c+d2 b+(15* 22)
2.3 Truyền dẫn dùng cơ cấu bánh răng hình tháp (norton)
Giả sử cần truyền động giữa hai trục I và II dùng cơ cấu bánh răng hình tháp Cơ cấu gồm bộ bánh răng hình tháp (vì điều kiện bền chỉ giới hạn số bánh răng hình tháp không quá 7) liên kết truyền động với trục II thông qua bánh răng đệm Z„ và bánh răng di trượt Z Cả khối bánh rang Z , va Z cùng với
tay gat A di chuyển lần lượt ăn khớp được với các bánh răng Z, - Z¡
Trang 22TỈ số truyền giữa truc I va II 1a: g ZL j,=2.4e Z, BH
Z.,là số răng của bánh răng nào đó trong bộ bánh răng hình tháp
Ưu điểm của cơ cấu này là giảm được số bánh răng so với dùng bánh răng di trượt và cho nhiều tỉ số truyền Ví dụ hình vẽ có 8 bánh răng cho ta 6 tỉ số truyền
Nhược điểm cơ cấu có bánh răng đệm Z „nên kém cứng vững, thường dùng truyền công suất nhỏ như nhóm cơ sở hộp chạy dao máy tiện T630
2.4 Truyền dẫn dùng cơ cấu then kéo
Cơ cấu then kéo gồm hai khối bánh răng hình tháp lắp đối nhau khối một lắp cố định trên trục I„ khối hai lắp lồng không trên trục II có rãnh then, then kéo lấp trên trục II Nếu then kéo nối ghép với bánh răng nào thì truyền động
theo bánh răng đó còn bánh răng khác quay tự do
Ưu điểm của cơ cấu là gọn (chiều trục hộp nhỏ), kết cấu chặt chẽ và có thể truyền động bằng bánh răng nghiêng
Nhược điểm của cơ cấu là trục II rỗng và có then di động nên độ bền kém, truyền lực nhỏ Nó được dùng trong hộp chạy đao của máy khoan
Trang 23Ñ \ 2 Tf atte 1 foo q > HH, Z, 23 72 c g x 3 A ]-=— a ï -=—\x|x|x|x|—— X ÁN 7,2: Z;2:
2.5 Truyền dẫn dùng cơ cấu Mê - an
Cơ cấu Mê-an gồm nhiều khối bánh răng hai bậc giống nhau Bánh răng Z
đi trượt lần lượt ăn khớp với các bánh răng Z ; trên trục III Theo hình vẽ sẽ tạo
ra được 4 tỉ số truyền Ở đây có khả năng tạo ra các tỉ số truyền lân cận gấp hai lần nhau Nó được dùng trong nhóm gấp bội ở máy tiện T616:
; và Z = Z; thay vào trên ta có ¡ = 2; l; i, wy 8nli4
N
Gia sit ta chon Z , = 2
Trang 24-~ R
3 Cơ cấu truyền dẫn thuỷ lực và khí nén
Truyền dẫn thuỷ - khí đã được sử dụng từ lâu Ngày nay cùng với sự phát triển nhanh chóng của công nghiệp điện, điện tử dạng truyền dẫn này có vai trò quan trọng trong truyền động và tự động điều khiển như rôbốt công nghiệp, trong lĩnh vực hàng không
Ưu điểm chính của cơ cấu là chuyển động êm dễ tạo ra được truyền dẫn vô cấp, kích thước, trọng lượng nhỏ tạo ra được công suất truyền lớn, dễ tự động hoá, đễ để phòng quá tải
Nhược điểm chính của cơ cấu là chế độ làm việc không ổn định khi nhiệt
độ thay đổi
Chất lỏng và chất khí làm việc ở đây dùng chủ yếu là dâu khoáng và không khí Nguyên lý làm việc chung của truyền dẫn kín bằng chất lỏng là: Động cơ điện quay bơm tạo ra áp suất làm quay cơ cấu (động cơ chuyển động quay) hoặc tạo ra chuyển động thẳng (động cơ chuyển động thẳng như pitston-xilanh)
Hình vẽ giới thiệu sơ đồ nguyên lý cơ bản của truyền dẫn dầu ép cho chuyển động thẳng
Nguyên lý làm việc: bơm đầu 3 quay, dầu từ thùng dầu 1 qua bộ lọc thô 2
đẩy dầu qua bộ lọc tỉnh 2”, van một chiều 5, van tiết lưu 6 tới van đảo chiều 7,
Trang 25với vận toc V,, dầu trong buồng phải của xi lanh 9 qua cửa B của van 7 xuống van cản 4 về thùng dau 1
Nếu van đảo chiều 7 ở vị trí phải, dầu vào cửa B qua buồng phải của 9 kéo bàn máy 8 với vận tốc V; ngược lại, dầu bên buồng trái của 9 về cửa A theo van cản 4 về thùng đầu 4 ~——- Wị vị Ênfnh) J A thùng dầu Z Lọc thô, lọc tính bơm 4 2 3 4 van cản 5 van 1 chiều 6 rể 8 9
van tiết lưu
van đảo chiểu
bàn máy xilanh lực
10 áp kế
11 van an toàn
42 N,, Nj nam cham dién để điều khiển van 7
Lưu ý tác dụng của một số phân tử: van một chiều 5, van cản 4 để giữ dầu trong hệ thống khi bơm 3 ngừng làm việc
Van tiết lưu 6 để điều chỉnh tốc độ bàn máy 8
Van đảo chiều 7 vẽ trên cơ sở có ba vị trí điều khiển bằng điện từ (nam
châm điện N¡_N,) vị trí giữa bàn máy không chuyển động Nam châm N,, N;
để điều khiển van đảo chiều ở ví trí trái hoặc phải
Van an toàn 11 để phòng quá tải cho hệ thống Nếu áp suất qua van quá lớn hơn quy định thì đầu qua van về thùng dầu
Trang 26IV PHÂN LOẠI VÀ KÝ HIỆU CAC MAY CONG CỤ
1 Phân loại máy
Có nhiều cách phân loại máy công cu:
~ Theo mức độ phạm vi sử dụng có: máy vạn năng, máy chun mơn hố,
máy chuyên dùng, máy tổ hợp Mức vạn năng ở đây chỉ có giới hạn trong phạm
vi công nghệ, đối tượng gia công ví dụ tiện ren vít vạn năng, phay vạn năng có thể vạn năng rộng làm nhiều việc như tiện, khoan mài như máy 1A95 có
thể tiện, khoan, phay
- Theo mức tự động hoá:có máy bán tự động, tự động
- Theo cấp chính xác: có cấp chính xác thường, cao và đặc biệt cao Theo tiêu chuẩn Việt Nam, máy công cụ có 5 cấp chính xác: cấp E là cấp chính xác thường, cấp chính xác tăng D, cấp chính xác cao C, đặc biệt cao B và siêu chính xác A(chủ yếu là các máy trưởng)
~Theo trọng lượng: loại nhẹ có trọng lượng 1 tấn, loại trung bình tới LŨ tấn,
loai nang tir 10 đến 30 tấn, máy hạng nặng từ 30 đến 100 tấn, loại cực nặng
hơn 100 tấn (máy tiện đứng cực nặng có trọng lượng tới 1600 tấn)
2 Ký hiệu máy
Ký hiệu máy ghi rõ nhóm máy bằng chữ cái ghi ở đầu tiên, kiểu máy ghi bằng một chữ số tiếp theo, hai số tiếp theo chỉ kích thước quan trọng cho sử dụng và nếu thêm chữ cái nào đó nữa là chỉ rõ chức năng, mức độ tự động, độ chính xác và sự cải tiến máy Ví dụ: Máy T620A - Chữ cái T - máy tiện - Số 6 - vạn năng -S6 20 - chỉ chiêu cao tâm máy là 200 mm, tương ứng với đường kính gia công tớn nhất là 400 mm
- Chữ cái A chỉ sự cải tiến từ máy T620
Nước ta dùng chữ cái đầu tiên để ký hiệu tên máy (T - tiên; KD - khoan
doa; M - mài; TH - tổ hợp; P - phay; BX - bào xọc; C - cắt đứt )
Nước Nga cũng ký hiệu tương tự, nhưng không dùng chữ cái đầu tiên, mà thay bằng số (1 - tiện; 2 - khoan, doa, tổ hợp; 3 - mài ) Mỗi nước có một ký hiệu máy khác nhau
Trang 27Câu hỏi ôn tập
1 Nêu các chuyển động tạo hình và sự tổng hợp chuyển động tao hình trên mày
công cụ?
2 Trinh bay các cơ cấu truyền dẫn cơ khí và cơ cấu truyền dẫn thuỷ lực ?
3 Nêu cách phân loại máy và ký hiệu máy công cụ ?
Trang 28Chuong 2
MAY TIEN
Muc tiéu:
- Nghiên cứu các loại máy tiện
- Đọc được sơ đổ động các loại máy tiện
- Nắm được nguyên lý làm việc và cấu tạo các cơ cấu đặc biệt thường dùng trong máy tiện - Giới thiệu một số loại máy tiện: Rơ vôn ve, tiện tự động, máy tiện cựt, máy tiện đứng Trọng tâm: Máy tiện 16K20 I CONG DUNG VA PHAN LOAI 1 Công dụng
Máy tiện được sử dụng khá rộng rãi và chiếm tỉ lệ cao trong các máy
cất kim loại trong nhà máy, trong các công ty cơ khí
Công dụng của máy tiện là để gia công chỉ tiết có dạng tròn xoay như
mặt trụ, côn, khoan lỗ, tiện ren, cắt đứt, khoả mặt phẳng
Trên máy tiện có thể gia công mặt bất kỳ đối với những mặt cắt là bất
kỳ như mặt bầu dục, mặt cam nếu trên máy có những thiết bị đặc biệt
Trên máy tiện có thể trang bị các đồ gá mài, đồ gá phay, đồ gá tiện chép
hình, lăn nhám
Công việc tiện chiếm một vị trí quan trọng trong các nhà máy cơ khí 2 Phân loại
a Dựa vào vị trí trục chính song song với mặt đất hay thẳng góc với mặt đất mà có thể là máy tiện ngang hay máy tiện đứng
Trang 29b Theo công dụng có máy tiện vạn năng, máy chuyên dùng như máy
tiện ren chính xác, tiện trục khuỷu
c Theo mức độ tự động hoá có máy tiện bán tự động, tiện tự động (điều
khiển cứng đùng cam), máy tiện điều khiển theo chương trình (NC, CNC)
Máy tiện vạn năng lại được phân ra máy tiện vít me và máy tiện thường Máy
tiện thường thì không có vít me, muốn cắt ren phải có dụng cụ cắt ren riêng
Il MAY TIEN REN VÍT VAN NĂNG T620
Máy T620 do nhà máy chế tạo máy công cụ số 1 chế tạo
Các bộ phận chính của máy:
- Bộ phận cố định trên thân máy có lắp hộp tốc độ (ụ trước) mang trục
chính và hộp chạy dao (hộp bước tiến)
- Bộ phận di động: ụ động (ụ sau) và bàn dao (bàn trượt xe đao)
- Bộ phận điều khiển: các tay gạt, nút bấm, công tắc hành trình, bảng điện điều khiến
- Hệ thống bôi trơn làm lạnh, chiếu sáng và các phụ tùng kèm theo như giá đỡ, mâm cặp, mũi chống tâm, bánh răng thay thế
Các chuyển động của máy:
- Chuyển động chính là chuyển động quay tròn của trục chính mang
vật làm
- Chuyển động chạy dao hay chuyển động tiến đọc và tiến ngang đặt ở dụng cụ cắt
1 Đặc tính kỹ thuật của máy T620
- Đường kính gia công lớn nhất: 400 mm
- Đường kính gia công lớn nhất đưới bàn dao: 220 mm
- Đường kính lớn nhất lỗ trục chính: 36 mm
- Khoảng cách giữa hai tâm: T10, 1000, 1400 mm
- Số cấp tốc độ trục chính: 23
- Số vòng quay trục chính: 12, 5 + 2000 v/ph
- Số lượng chạy đao dọc và ngang: 48 - Lượng chạy dao:
đọc: 0,07 - 4,46 mm/vòng
ngang: 0,035 - 2,08 mm/vong
Trang 30- Cất được các loại ren: Quốc tế, Anh, Môdun, Pít - Côn moóc lỗ trục chính số 5 Kính chắn nhi 11121314, Su có /a {46 17 18 19 Thưiện
BỆ # may en ted mắt ⁄ ee, Thanh ring Bìn trượt — Máng Ỷ Xe dạo hứng phoi
Tea ha cá BE may bén phải
Máy tiện ren vít vạn năng T620
1 - Tay đặt trị số bước tiến hoặc bước ren; 2 - Tay đặt bước tiến hoặc bước ren; 3, 20 - Tay điều khiển khớp ly hợp ma sát truyền động chính; 4, 7 - Tay đặt tốc độ quay của trục chính; 5 - Tay đặt ren tiêu chuẩn hoặc ren khuếch đại; 6 - Tay đặt ren trái hoặc ren phải; 8 - Tay ngắt bánh răng ra khỏi thanh
răng khi cắt ren; 9 - Tay dịch chuyển bàn trượt ngang; 10 - Tay quay và kẹp chat 6 dao; 11 - Tay dịch chuyển bàn trượt dọc; l3 - Tay gạt bước tiến dọc và ngang; 14 - Tay hãm nòng w sau; 1Š - Tay hãm ụ sau trên băng máy; 2 - Tay
điều khiển đai ốc hai nữa của vít me; 12 - Công tắc chạy nhanh xe dao; 22 - Nút bấm đóng mở động cơ truyền động chính; 16 - Vô lăng nòng ụ sau; 23 -
Vô lăng dịch chuyển bàn xe dao; 17 - Công tắc đèn chiếu sáng cục bộ; 18 -
Công tắc chung; 19 - Công tắc máy bơm dung dịch trơn nguội
2 Các xích truyền động
Trang 31Ly hợp ma sát M1 z lí [TT ⁄ TT t — X 1t 1 Ù Đường quay ngược Đường ~] 6 (1) quay thuận () v I (3) (2) (2) IV vĩ (1) (1) ‘ vn/ 7 CC} Đường truyền Đường truyền Me tốc độ cao tốc độ thấp Các số ghi (1), (2), (3) trên sơ đồ là số cặp bánh răng ăn khớp Phương trình tổng quát xích tốc độ 2 24 47 88 2 / i i 4 / \ /® wo 42 nwt) —-S 3 w Han! @ a \ 2 Ng VỀ sel 2 \a/ * vite nụ +na ot x ” ®
Đây là phương trình xích động tổng hợp biểu thị mọi khả năng biến đổi tốc
độ của máy Qua phương trình này ta tính được số tốc độ cho đường truyền thuận của máy như sau:
+ Đường tốc độ cao có 6 tốc độ (vì giữa trục II -IV có 6 khả năng thay đổi tốc độ: gạt lần lượt hai khối bánh răng hai bậc và 3 bậc di trượt, từ trục IV trực tiếp đến trục VII không có khả năng thay đổi tốc độ về số lượng)
+ Đường tốc độ thấp có 2 x3x 2x2=24 tốc độ (theo tính toán, vì có 24 khả năng gạt lần lượt 4 khối bánh răng đi trượt trên đường này) Nhưng thực tế đường, này chỉ còn I8 tốc độ, vì giữa trục IV và VI có hai khối bánh răng di trượt hai bậc có khả năng cho ta 4 tỷ số truyền nhưng thực tế chỉ còn 3 tỷ số truyền
Trang 32222_ 1 8888 16 22 22 QA 30 6022 _ 1 yl BN, /B\ _ 60887 + \e0/ \ag/ 60 49 ad 6049 _ „ 60 49 Do đó số tốc độ của đường tốc độ thấp phải tính lại như sau: Zu„=2x3x 2X =18 con3
Ba tỷ số truyền 1/1, 1⁄4, 1/16 nếu tính ngược trở lại (đảo ngược xích
truyền) sẽ được 1/1, 4/1, 16/1 gọi là iuy«› ¿„ dùng để cắt ren bước khuyếch đại,
nên hiện tượng trùng này không thể tránh được
Tóm lại để tính số tốc độ đường quay thuận ta phải tổng hợp cả đường tốc độ thấp và đường tốc độ cao:
Đường tốc độ thấp có 6 tốc độ từ nạ; nạo Noy
Đường tốc độ cao gồm I8 tốc độ từ n¡, n¿, Dg
Nhưng khi thiết kế trị số tốc độ nạ; =n;ạ nên máy chỉ còn 23 tốc độ Máy có 12 tốc độ chạy ngược
2.2 Xích chạy dao Dùng cắt ren và tiện trơn 2.2.1 Cắt ren
Máy T620 cắt được bốn loại ren ứng với bốn khả năng điều chỉnh: dùng 2 cặp bánh răng thay thế (42/50, 64/97) và cho nhóm cơ sở dùng cơ cấu norton chủ động hoặc bị động Đường truyền động chung của bốn loại ren theo qui luật:
Trục chính mang phôi quay 1 vòng (1 vòng tc) thì bàn dao mang dao phải tịnh tiến một lượng bằng bước ren cần cắt t,
Trang 34Sơ đồ nguyên lý truyền dẫn cho xích cắt ren được mô tả như hình vẽ sau te 1 vòng t„
1„ - tỷ số truyền đảo chiều để cắt ren phải hoặc trái thường bằng 1
1 - tỷ số truyền cho bánh răng thay thế
1„ -tỷ số truyền trong nhóm cơ sở, ở máy này dùng cơ cấu Nortoh cho 7 tỷ
số truyền tương ứng với số răng là: 26, 28, 32, 36, 40, 44, 48
i„„ - tỷ số truyền nhóm gấp bội Nhóm gấp bội có 4 tỷ số truyền ld i, st 5121418 ‘= - bude vit me doc =12
- Xích cắt ren quốc tế (còn gọi là ren hệ mét): dùng bánh răng thay thế
42/50 và cơ cấu Norton chủ động:
bID= ova) 322 maễ 22 MAXIILi, M5(XV) 12=¢, 42 50 36 28
ix hes
Trong đó Z ; là một trong 7 bánh răng trong cơ cấu norton tương ứng số bước ren cần cắt t „; tương ứng
Từ đó suy ra công thức điều chỉnh:
tị = Ki 2 ly
K, - tích số cho tất cả các số cố định trong phương trình trên;
tạ - tỉ lệ với 2¡ và là
Trang 35- Xich cdt ren mé dun: \oai ren nay ding trong méi ghép động Ký hiệu m =t,/m Phuong trinh xich cat ren médun nhu cat ren Quéc té nhung chi khdc là diing banh rang thay thé i, = 64/97
ng Fin Onn 64 yg 2S MA.XHI, »MS5(XV).12 = t„ 42 97 36 28 iy ics Tuong tự suy ra: m;=K,Z,, igs mị, tỷ lệ với Z, và l„
- Xích cắt ren Anh: Loại này dùng tương tự như ren Quốc tế Ký hiệu K-số vòng ren trong một tấc Anh (một tấc Anh 1”= 25, 4mm)
Đường truyền ren Anh theo cơ cấu norton bị động và dùng bánh răng thay thế như ren quốc tế 42/50
Phương trình xích động:
42423528 28 36 35 28 _234
Ing MIDE HUD 7) 5 Z 835) (AD i gMSXV)A2=1,, K
Từ trên suy ra: Ki=K.Z¡ +
Tụ
K, tỷ lệ thuận với Z, và tỷ lệ nghịch với ï„,
- Xích cắt ren Pít: loại ren này có công dụng như ren môđun
Vv 25,4 25,47
Ky hiéu: D,
m m t
(D, - tính theo đơn vị Anh, là số mô dun trong một tấc Anh) Phương trình xích như cắt Anh và dùng bánh răng thay thế 64/97
42 64 3528 28 36 35 28 25,4-0 lvyg (VID) — (V1) - > UX) — — = — (XID), MS(XV 12 = £,, =
Trang 36- Cắt ren khuếch đại: ren khuyếch đại là ren có bước lớn, thường dùng cắt ren nhiều đầu mối, tiện rãnh đầu trong bạc Ren khuyếch đại sẽ khuyếch đại được 4 loại ren tiêu chuẩn kể trên Tỷ số truyền khuếch đại là 2, 8, 32 lần và tỷ l ¬ at I số truyền đảo chiều Lm sẽ có thêm hai tỷ số truyền khuếch đại nữa là 4, 16 lần Phương trình cất ren khuếch đại tóm tắt như sau: 49 49 60 60 +a 4 \ ⁄ XS 60 ngữ ơn @) VID GVHD baad deed gy XVIMI.N2 = bay Na ZX \ wy 22 22
- Cắt ren chính xác: Yêu cầu đường truyền ngắn nhất, đường truyền ngắn nhất là đến ¡„ đồng các ly hợp M;, M ;, M ; để trực tiếp quay truc vit me XV
- Cắt ren mặt đâu: là đường xoắn acsimet như trong mâm cặp 3 vấu Nguyên tắc là phôi quay tròn đều và dao tiện tiến đều vào tâm.Tiện ren yêu cầu tỷ số truyền chính xác.Ở đây có bố trí thêm ở ly hợp M; có bánh răng 28 gat ăn khớp với bánh răng 56 lắp cố định với trục XVI và từ đó qua bàn xe dao đến trục vít me ngang có bước ren t = 5 mm
2.2.2 Tiện trơn
Đường truyền động giống như tiện ren, nhưng đến ly hợp M5, ở vị trí giữa hai bánh răng có Z=28 ăn khớp với hai bánh răng có Z=56 truyền qua ly hợp siêu việt vào trục trơn tới trục vít -bánh vít 6/28.Từ trục này truyền về hai ngả về phía trái để tiện đọc và về phía phải đến vít me ngang
- Tiện trơn dọc: từ trục bánh vít 28 qua cặp bánh răng44/60 (bánh răng 60
lồng không trên trục) qua ly hợp vấu đến cặp bánh răng 14/66 tới bánh răng z =10, m = 3, bàn xe dao chạy về phía mâm cặp, muốn đảo chiều ngược lại thì gat ly hợp vấu để nối chuyển động qua bánh răng dém Z = 38, đường ngược lại qua bánh răng - thanh răng - bàn dao chạy đọc
- Tiện trơn ngang: giống như tiện trơn dọc nhưng đi theo ngả bên phải để đến bàn dao ngang qua vít me ngang t = 5 mm Đảo chiều chạy dao tiện tron đọc, ngang như hình vẽ dưới
Trang 37- Chạy dao nhanh: Máy có động cơ điện chạy dao nhanh công suất 1kW; n
= 1410 v/ph, qua bộ truyền đai (bên phải cuối hình vẽ) làm trục trơn quay nhanh XIX xx SS 38 I 2% Đảo chiều tiện trơn I MAY TIEN 16K20
1 Dac tinh ky thuat may 16K20
- Đường kính lớn nhất của chi tiết gia công, mm:
Trén bang may 400
“Trên bàn trượt ngang của xe dao 220
- Khoảng cách giữa hai mũi tâm, mm 710, 1000, 1400, 2000
- Số tốc độ quay của trục chính: 24
- Giới hạn số vòng quay của trục chính v/ph: 12, 5 - 1600 ~ Giới hạn số bước tiến mm/vòng:
Dọc 0,05 -2,8
Ngang , 0,025 - 1,4
- Bước ren:
Hệ mét, mm 0,5- 112
Hệ Anh, số vòng ren trong 1" 56 - 0, 5
- Công suất của động cơ chính, kW 10
Trang 40Qua phương trình này ta có thể tính được số tốc độ của máy: - Số tốc độ quay thuận: 2 x 3 x2 x2 = 24
- Số tốc độ quay ngược: 3x 2 x2 = 12
2.2 Xích chạy dao - Dùng cắt ren và tiện trơn 2.2.1 Cắt ren
Máy 16K20 cắt được bốn loại ren: ren quốc tế, ren Anh, ren Mô đun, ren Pit, ren khuếch đại, ren chính xác Đường truyền động chung của bốn loại ren theo qui luật:
Trục chính mang phôi quay L vòng (1 vòng tc) thì ban dao mang dao phải tịnh tiến một lượng bằng bước ren cần cất t„
- CẤ ren quốc tế và ren Anh:
Chuyển động quaytừ trục chính qua i„„¡¿„ bộ bánh răng thay thế 2 =